软件课程工程化群组建设教学模式研究与实践

2022-09-12

按照现代教育思想处理基础理论与实践应用之间、素质与能力之间的辩证关系, 我们可以发现, 传统教育思想以传授知识为目的, 而现代教育思想则以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力为主要目的。培养2 1世纪人才的核心内容就是培养综合素质高的创造性人才, 而要实现这一目标, 必须首先实现教育思想的转变。由于计算机专业本身就是一个理论性和实践性要求都很高的专业, 再加上计算机技术发展日新月异, 以往那种一成不变的教学模式亟待改变, 需要把最新的计算机知识加入到课程体系中, 从工程化的角度将理论和实践有效结合, 综合培养学生的分析问题、解决问题能力, 切实提高学生的实践创造能力。为此, 我们需要从计算机专业的课程设置及课程教学内容与方法等各方面进行改革, 以实现我们的培养目标。

本文是山西省教学改革项目“计算机专业软件课程工程化群组建设”的部分成果。该项目主要是针对目前计算机专业软件课程本科教育中不同专业课程之间、课程理论教学和课程设计、毕业设计等实践教学之间, 存在较大的脱节情况而提出的。目的是通过对现有的计算机专业软件系列课程进行群组建设, 将原有的多门单纯的软件系列理论课程重新进行整合, 将理论教学溶于实际工程应用当中, 并且汲取软件工程和数据库领域最新研究成果, 形成一个全新的软件群组课程理论及实践应用课程教学体系结构。使学生既能充分掌握必要的基础理论, 又能使用当前最为先进的开发工具, 从工程化实践的角度建立合理的知识体系结构, 为毕业设计等大型的项目锻炼提供新的方向。

1 计算机专业软件课程工程化群组建设教学体系

根据计算机专业的专业特点, 可以将实际工作中的研究、开发、应用归纳为三个过程:理论、抽象和设计。在传统的计算机专业教学中, 虽然课程的安排上可以体现专业理论和实践的要求, 但是, 由于专业基础课程和专业课程衔接不好, 专业理论和专业实践脱节, 造成了工程化背景缺乏, 直接导致学生学习兴趣下降。虽然在大学四年中先后学习了“计算机程序设计”、“数据结构”、“数据库原理与应用”、“软件工程”等系列课程, 但是由于这些课程相对独立, 课程之间没有很好的衔接, 特别是没有很好地和实现工具相结合, 从而导致了学生在理论学习过程中感觉抽象、枯燥、不易理解, 在实践应用阶段又由于没有扎实的理论基础, 没有理论指导而无从下手。因此, 由于教学模式和教学方法的不当, 使学生感觉理论和实践环节是两张皮, 学不能致用, 从而使教学很难达到预期的目标和效果。

针对这种情况, 需要对当前计算机专业课程教学模式进行改革, 将原有多门单纯的软件系列理论、实践课程重新进行整合, 将理论教学溶于实际工程应用当中, 并且汲取软件工程和软件理论以及数据库领域等最新研究成果, 形成一个全新的软件群组课程理论及实践应用课程教学体系结构。基于新的教学体系结构要求, 按照专业培养目标, 在教学过程中不是枯燥地讲解每一门课程, 而是将相关课程按照一条主线串接起来进行群组建设, 围绕应用去学习和掌握有关概念。

新的计算机软件课程工程化群组建设教学体系以软件工程、软件设计理论为“纲”, 具体的实现工具为“目”, 整个课程体系中各门课程的教学以一个具体的实际工程项目为教学主线, 一门课程的输出作为下一门课程的输入, 课程中将理论教学贯穿于实践教学当中, 通过实现工具的有序协作 (如建模工具U M L、数据库管理工具SQL Server2000、实现工具Visual Studio.net2003、软件测试工具W i n R u n n e r 8.2、安装和部署工具Install Shield8.0等) , 构建一个全新的符合计算机专业特点和现代教学要求的工程化教学体系。

2 计算机专业软件课程工程化群组建设教学实践

基于新的计算机专业软件课程工程化群组建设教学体系教学要求, 在具体的教学实践中, 首先要在学科发展的基础上, 总结计算机专业软件系列课程的工程化特点, 对现有软件系列课程的教学大纲、教学内容及教学方法进行详细研究, 制定新的符合计算机专业软件课程工程化群组建设教学体系要求的教学大纲和教学培养计划, 明确每门课程的培养目标, 合理安排课程的先后衔接关系以及教学过程中理论和实践的相互贯通。接下来要在具体的教学过程中, 根据课程专业特点, 采用科学、合理的教学方法和实践手段, 来提高教学效果。

经过几年的教学实践研究, 在具体的教学过程中采用“双主任务驱动”的教学模式, 以一个具体的学生熟悉的感兴趣的工程案例开发任务为主线贯穿整个教学过程, 将要传授的琐碎、枯燥的理论知识巧妙地蕴含其中, 把书上死的理论变成活的应用, 教师的教和学生的学都是围绕如何完成一个具体的任务进行的。教师教学思路清晰, 学生学习目的明确, 学习变成了学生的主动行为, 在用的需求下学, 从而可以将理论的学习和实际的应用很好地结合起来, 真正达到学以致用的目的。

“双主任务驱动”的教学模式基本操作程序如图1所示。

整个教学过程由两条主线来完成, 教师在整个教学过程中以一个具体的工程案例的实现为基础, 将计算机软件基本概念、原理融合到案例的实现过程当中。学生则以小组为单位, 除了和教师进行同步学习之外, 还要按照教师提出的任务案例的要求, 完成任务案例的开发。在整个教学过程中, 教师和学生还需通过小组讨论、课堂讨论等形式对基本原理、技术的理解进行交互, 便于教师及时掌握学生学习情况并做出相应的措施。其中教师在整个程序中起主导作用, 他负责精选并提出教学案例以及学生在整个教学过程中将要完成的任务案例。同时还要在教学过程中对计算机软件过程中的关键技术进行总结、提精并根据实际教学情况对整个流程进行控制和调整。

在整个教学过程中, 教学案例和学生小组任务的设计是非常重要的环节。任务设计首先要有综合性, 它应该把学过的知识和即将要学的知识综合进去, 这样学生既学到了新知识又复习了旧知识, 同时还学会了综合运用新旧知识;其次要有实践性, 任务必须是一个实际的工程项目, 能够通过实践来完成, 应尽量避免抽象和完全理论化任务出现, 这样才能最大限度地激发学生的学习兴趣;然后要贴近学生生活, 来源于发生在学生身边鲜活的实例, 这样在教学过程中才能和学生很好地进行沟通, 才能营造宽松的教学环境。

在教学方法上, 应避免采用传统的单纯讲授式的教训模式, 应通过学生分组讨论, 分析问题, 提出问题, 由教师适当启发和引导, 激发学生学习新技能的积极性, 然后再采用多媒体演示的方法对任务进行分析得到完成该任务的思路或者是具体操作步骤, 以及在任务实现过程中所必须的理论知识的教学模式, 从而帮助学生形成解决问题的正确思维方式和学习方式。

在“双主任务驱动”教学过程中, 教学案例的实现主要以教师为主体地位, 教师通过分析、启发、讨论、演示等方式, 帮助学生掌握必要的专业理论和工程项目开发方法。学生任务案例则以学生为主体地位, 在教师的引导下, 学生充分发挥学习主动性和创造性, 不仅能够亲身感受认知的过程, 而且能够培养并提高解决实际问题的能力和创新意识。

3 结语

计算机专业软件课程工程化群组建设项目通过几年的教学探索与实践, 逐步形成了一个全新的软件群组课程教学理论及实践应用课程教学体系结构, 在教学过程中逐步形成了一系列适合现代教育要求和适应计算机专业发展、应用特色的教学方法。通过对近几届学生的教学改革, 使得教学课时数和课程门数以及学生学习负担大大降低的同时, 更有效地培养了学生获取信息、分析信息、处理信息、应用信息的能力, 大幅度提高了学生的工程实践能力。

摘要：文章在对计算机专业软件课程教育过程中不同专业课程之间、课程理论教学和实践教学之间存在问题进行分析基础上, 提出了计算机专业软件课程工程化群组建设教学体系, 并对其实践教学模式进行了论述。通过实践教学改革, 使得教学课时数和课程门数以及学生学习负担大大降低的同时, 更有效地培养了学生获取信息、分析信息、处理信息、应用信息的能力, 大幅度提高了学生的工程实践能力。

关键词：软件课程,教学,计算机